CE09 - Nanomatériaux et nanotechnologies pour les produits du futur

Approche Moléculaire de composés multiferroïques nanostructurés – MONAFER

Résumé de soumission

Les multiferroiques sont des matériaux multifonctionnels qui ont acquis cette dénomination en 1994. Depuis lors plus de 10,000 articles ont été publiés sur tous les aspects de ce sujet interdisciplinaire. L'intérêt pour ces matériaux qui combinent ferromagnétisme, ferroélectricité et/ou ferroélasticité est lié à leurs applications à fort potentiel en spintronique, un domaine de l'électronique qui exploite et la charge et le spin des électrons. Pour cela, il faut répondre à plusieurs défis : augmenter le couplage entre ferromagnétisme et ferroélectricité et la température d'ordre ferromagnétique et intégrer ces matériaux dans des dispositifs électroniques.
Jusqu'ici, les multiferroïques qui apparaissent dans la littérature sont presque exclusivement des oxydes. Les matériaux multiferroïques moléculaires sont rares et n’ont jamais été décrits sous forme nanostructurés. Néanmoins, utiliser des précurseurs moléculaires pour développer des composés multiferroïques est prometteur pour au moins deux raisons. Tout d'abord, la coexistence de ferromagnétisme et de la ferroélectricité dans un même oxyde est problématique. De plus, la non-centrosymétrie et la séparation de charge nécessaires à la ferroélectricité sont souvent plus facilement réalisées dans des composés moléculaires. A ce jour, les inconvénients principaux de ces derniers sont leur faible température d'ordre magnétique et la difficulté de prendre des contacts électriques pour déterminer précisément leurs propriétés ferroélectriques. De plus, la plupart de multiferroïques moléculaires publiés ont été obtenus par résolution spontanée. Ce projet se propose de trouver des solutions à ces différents inconvénients.
Dans le cadre de ce projet, notre but synthétique principal est de développer une famille de Bleus de Prusse énantiopurs en introduisant des coligands chiraux résolus au cours de la synthèse. La pureté énantiomérique du matériau assurera sa non-centrosymétrie qui favorisera l’apparition d’une polarisation électrique macroscopique, tandis que le pont de cyanure est le plus prometteur pour augmenter la température de Curie ferromagnétique. En parallèle, une méthode de mise en forme fondée sur le dépôt des matériaux moléculaires dans des membranes d'alumine nanoporeuse sera développée. La matrice d'alumine assurera une protection chimique et mécanique des matériaux moléculaires ainsi qu'une organisation régulière des nanotubes. Une étude complète de ces matériaux chiraux sous forme massive et nanostructurée en fonction de la température, des champs électrique et magnétique, pour établir leurs comportements structural, magnétique, diélectrique et magnétoélectrique sera réalisée. Elle s’appuiera sur des techniques macroscopiques standards et originales comme le dichroïsme magnéto-chiral ainsi que sur des méthodes d'investigations microscopiques comme la diffusion inélastique des neutrons.

Coordinateur du projet

Monsieur Cyril Train (LABORATOIRE NATIONAL DES CHAMPS MAGNETIQUES INTENSES)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LNCMI LABORATOIRE NATIONAL DES CHAMPS MAGNETIQUES INTENSES
INEEL Institut Néel - CNRS

Aide de l'ANR 389 880 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2018 - 48 Mois

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